泛函分析

开集,闭集,算子

2022-04-26  本文已影响0人  Obj_Arr

开集和闭集应该是非常基础的东西了,开集就是拓扑的子集,拓扑就是空间的一个子集族,规定了什么是开集。不过这是涉及的是赋范空间,或者说距离空间,相比于一般的拓扑空间,性质要好很多,通过范数定义开集,就是开邻域,球形邻域之类的东西,到某点距离小于伊普西龙,{ x: \Vert x-x_0 \Vert< \epsilon },对于开集,其中每点都有这样的球形邻域。开集的余集就是闭集,所以闭集定义为余集是开集。

闭集的性质,对闭集内的任意收敛序列,极限均在闭集中,反映了对序列极限的封闭性。同样可以定义闭球{ x: \Vert x-x_0 \Vert\leq \epsilon }

算子就是赋范空间之间的函数,A:X\to Y对于线性空间而言就是线性变换,或者线性映射,不过,赋范空间一般都是和函数空间联系的,所以使用算子的叫法以示区别。算子既然是函数,自然可以把抽象函数理论中的各种概念迁移过来,定义域,陪域,值域,像,逆象,还有单射,满射,双射,以及映射合成。这一套东西,非常基础,每到一个新的环境,都要重新说明一遍。

当陪域是数域时,算子也被称为泛函,A:X\to \mathbb R \ Or\ \mathbb C

这样就完了,还是应该拓展一下。

算子,一般遇见的是积分变换算子,通过与核函数乘积积分而变换为另一个函数,也就是傅里叶变换,拉普拉斯变换之类的东西,这个核函数经过图像处理的广泛应用,多少得到了解释,本质上反映了对函数某一部分的关注程度,也就是保留一些范围的函数值,舍弃另一些函数值,增大一些值,减小一些值,对于图像的处理结果就是有的地方变模糊了,有的地方变清晰了,通过合理的选取核函数,就能提取出一些图像的特征,比如直线,圆,方块之类的东西。所以在实用的角度,也是非常重要的,对于各种模式的识别都要依赖于这种特殊的函数。这种模式不局限于图像,声音,文字,只要是信息,都可以构建出对应的核函数,或许当信息论,机器识别基础变成了大众学问时,这种核函数理论就会成为新的线性代数,让学生欲罢不能,看不懂还必须学。

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